專利名稱：一種基于氣磁液浮筒懸浮的百兆瓦級的重型飛輪儲能系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種儲能系統(tǒng)，特別是一種重型飛輪儲能系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
風電、太陽能等波動性很強的新能源的大規(guī)模消納與平滑并網(wǎng)，一直是個很棘手的問題，嚴重制約了風電、太陽能等新能源的健康發(fā)展。要想及時地大規(guī)模消納波動性很強的新能源，有兩個要點一是要建設(shè)“經(jīng)濟的、大規(guī)模的儲能系統(tǒng)”，平滑并網(wǎng)，同時，作為能源的中轉(zhuǎn)站，暫時地儲存電能；二是要大力提高特高壓遠程輸電的輸電容量，及時地把電能輸送走。提高輸電容量的一個方法是采用柔性直流輸電技術(shù)，柔性直流輸電技術(shù)可以解決新能源并網(wǎng)的一部分問題，但是，其換流站結(jié)構(gòu)復(fù)雜、大容量應(yīng)用的損耗比較大，而且，它對于大規(guī)模(千兆瓦、百兆瓦級)的儲能仍是無能為力。大規(guī)模的儲能方式，目前主要有抽水蓄能電站、壓縮空氣儲能。然而，抽水蓄能電站，存在著選址不易、建設(shè)周期過長、經(jīng)濟效益不明顯、裝機容量有限、抽水蓄能電站程消納線損大等等問題；壓縮空氣儲能，需要密封良好的洞穴，我國的地理條件又不具備；而且，壓縮空氣儲能，對燃氣輪機技術(shù)有很高的要求，這方面也是我國目前技術(shù)的短板。其他的儲能方式，如超導(dǎo)儲能、常規(guī)飛輪儲能、蓄電池儲能，都有儲能規(guī)模不夠大等問題。蓄電池儲能是利用化學(xué)的方式進行儲能，將電能儲藏在蓄電池內(nèi)，但蓄電池儲能的大規(guī)模地應(yīng)用，面臨著技術(shù)、成本等諸多方面的瓶頸。飛輪儲能是指利用電動機帶動飛輪旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)化成動能儲存起來，在需要的時候再用飛輪帶動發(fā)電機發(fā)電的儲能方式；而超導(dǎo)磁懸浮儲能是在飛輪儲能的基礎(chǔ)上采用超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)降低儲能系統(tǒng)的損耗。飛輪儲能包括有轉(zhuǎn)子系統(tǒng)(如飛輪)、軸承系統(tǒng)(如飛輪轉(zhuǎn)軸)和能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(如電動機和發(fā)電機)，其具有技術(shù)成熟度高、高功率密度、長壽命、充放電次數(shù)無限以及無污染等特性，同時建造的條件要求低，能適用于大部分的電站進行儲能。傳統(tǒng)的飛輪儲能系統(tǒng)采用重量較輕的飛輪(不足一噸)，利用飛輪高速旋轉(zhuǎn)儲蓄能量，以下為一個模擬現(xiàn)有飛輪儲能系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動動能和儲能功率的計算圓環(huán)的轉(zhuǎn)動動能的計算公式為
權(quán)利要求
1.一種基于氣磁液浮筒懸浮的百兆瓦級的重型飛輪儲能系統(tǒng)，包括 重型飛輪，用于將能量轉(zhuǎn)換為其轉(zhuǎn)動動能進行能量的存儲； 轉(zhuǎn)軸，用于支撐重型飛輪運動，所述轉(zhuǎn)軸穿過重型飛輪安裝； 驅(qū)動機組，用于將巨大的電能或熱能轉(zhuǎn)換為機械能，所述驅(qū)動機組通過離合系統(tǒng)連接轉(zhuǎn)軸； 輸出機組，用于將重型飛輪的動能轉(zhuǎn)換為電能輸出； 其特征在于 所述轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有用于輔助轉(zhuǎn)軸承重的浮筒，所述浮筒為氣墊浮筒、磁懸浮浮筒或者液浮筒中的單獨一種或者其結(jié)合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于氣磁液浮筒懸浮的百兆瓦級的重型飛輪儲能系統(tǒng)，其特征在于所述重型飛輪的重量為十噸以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于氣磁液浮筒懸浮的百兆瓦級的重型飛輪儲能系統(tǒng)，其特征在于所述驅(qū)動機組為高壓電動機組，由多個高壓電動機通過鏈條傳動系統(tǒng)組合為高壓電動機組驅(qū)動機組；或者所述驅(qū)動機組為汽輪機組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于氣磁液浮筒懸浮的百兆瓦級的重型飛輪儲能系統(tǒng)，其特征在于所述輸出機組包括輸出端定位齒輪組、輸出端傳動齒輪組、調(diào)速系統(tǒng)、發(fā)電機組和輸出變流模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于氣磁液浮筒懸浮的百兆瓦級的重型飛輪儲能系統(tǒng)，其特征在于所述轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有磁懸浮輔助軸承。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于氣磁液浮筒懸浮的百兆瓦級的重型飛輪儲能系統(tǒng)，其特征在于所述轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有用于感測轉(zhuǎn)軸位置的環(huán)形位移傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于氣磁液浮筒懸浮的百兆瓦級的重型飛輪儲能系統(tǒng)，其特征在于所述轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有防脫出軸承。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于氣磁液浮筒懸浮的百兆瓦級的重型飛輪儲能系統(tǒng)，其特征在于所述轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有夾軌。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于氣磁液浮筒懸浮的百兆瓦級的重型飛輪儲能系統(tǒng)，其特征在于所述轉(zhuǎn)軸兩端設(shè)置有磁力頂板。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于氣磁液浮筒懸浮的百兆瓦級的重型飛輪儲能系統(tǒng)，其特征在于所述磁懸浮浮筒為常規(guī)磁懸浮浮筒或者超導(dǎo)磁懸浮浮筒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于氣磁液浮筒懸浮的百兆瓦級的重型飛輪儲能系統(tǒng)，包括重型飛輪、轉(zhuǎn)軸、驅(qū)動機組和輸出機組，轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有浮筒，所述浮筒為氣墊浮筒、磁懸浮浮筒或者液浮筒中的單獨一種或者其結(jié)合。本發(fā)明在轉(zhuǎn)軸上增加有浮筒，提高轉(zhuǎn)軸的承重能力，解決了現(xiàn)有的飛輪儲能系統(tǒng)不能采用重型飛輪的問題。本發(fā)明具有儲能效率高、擴容能力強、儲能規(guī)模大的優(yōu)點；本系統(tǒng)也具有傳統(tǒng)飛輪儲能技術(shù)的高功率密度、長壽命、充放電次數(shù)無限以及無污染等特性，同時對建造的要求低。本發(fā)明的儲能系統(tǒng)主要用于風光新能源的平抑波動、平滑并網(wǎng)，可用于建設(shè)超大規(guī)模的儲能調(diào)峰電站，還可作為分布式智能微電網(wǎng)的儲能核心。
文檔編號F16C32/06GK103066741SQ20121057624
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者成志東 申請人:成志東